Stromspeicherung unter Tage - wissenschaft.de
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Stromspeicherung unter Tage

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Konzept eines Pumpspeicherkraftwerks unter Tage. © EFZN
Wenn morgens Millionen Menschen die Lichter anknipsen, Toaster einschalten und schließlich die gesamte deutsche Wirtschaftsmaschinerie ins Laufen kommt, ist Spannung gefragt: Die Leistungskraft der Stromversorgung muss Nachfragespitzen unbedingt abdecken können. Umgekehrt kommt es hingegen zu bestimmten Zeiten zu Überschüssen – besonders im Zuge der Energiewende. Weht beispielsweise kräftig der Wind oder die Sonne knallt, produzieren Solar- und Windkraftanlagen eine Menge Strom, die aber möglicherweise gerade niemand braucht. Die Lösung scheint simpel: Speicherung. Bisher haben sich dabei Pumpspeicherkraftwerke bewährt. Bei Strom-Überschuss pumpen sie Wasser von einem Unterbecken in einen höhergelegenen Speichersee. Bei Bedarfsspitzen läuft das Wasser dann zurück und wird durch eine Turbine „rückverstromt“. Doch der Neubau solcher Anlagen ist problematisch. Deutsche Forscher widmen sich deshalb der Erforschung einer unterirdischen Version: Die Höhendifferenzen von Stollen ausgedienter Bergwerke soll diese Pumpspeicherkraftwerke in der Tiefe ermöglichen.

In Deutschland greifen momentan knapp 40 Pumpspeicherkraftwerke die Stromüberschüsse ab. Im Rahmen der Energiewende wäre ein Ausbau dieses Systems sehr sinnvoll. Doch konventionelle Pumpspeicherkraftwerke benötigen spezielle Gelände-Eigenschaften und viel Platz. So entstand die Idee, die Anlagen in den Untergrund zu verlagern – in die ohnehin vorhandene Bergwerke. Ob sich dieses Konzept tatsächlich umsetzen lässt – dieser Frage ist eine umfangreiche Studie vom Energie-Forschungszentrum Niedersachsen gemeinsam mit weiteren wissenschaftlichen Partnern aus den Bereichen Bergbau, Maschinenbau und Umweltrecht nachgegangen. Über diese Projekt berichtet der Informationsdienst „BINE“.

Zunächst stellte sich die Frage nach dem grundsätzlichen Potenzial für das Konzept. Auf den ersten Blick scheint es gigantisch: Insgesamt existieren weit über 100.000 Untertagebauten. Doch die meisten eigenen sich nicht zur Nutzung als Pumpspeicherwerk: Beim Stein- oder Pechkohleabbau drohnen Explosionen durch die Freisetzung von Gasen, in Salzbergwerken würden sich Salze lösen und Bergwerke in lockeren Gesteinsarten wären enorme Sicherheitsvorkehrungen nötig. So bleiben vor allem die Erzbergwerke als mögliche Kandidaten übrig. Insgesamt identifizierten die Wissenschaftler 104 Untertagebauten, die gut oder zumindest bedingt geeignet sind. Sie repräsentieren ihnen zufolge allerdings durchaus ein interessantes Potenzial.

Bergwerke werden zu Pumpspeicherkraftwerken

Das interdisziplinäre Team aus Bergbaufachleuten, Maschinenbauern, Elektrotechnikern, Juristen und Kaufleuten untersuchte an zwei konkreten Fallbeispielen die einzelnen Herausforderungen, die ein Pumpspeicher unter Tage mit sich bringt. Als Modellbergwerke suchten sie sich das ehemalige Erzbergwerk Pöhla im Erzgebirge und den Wiemannsbuchtschacht des stillgelegten Erzbergwerks Grund im Harz aus. Für diese Standorte erforschten sie die technischen, rechtlichen, planerischen und wirtschaftlichen Aspekte. Unterm Strich kommen sie zu dem Fazit: Die Realisierung eines Pumpspeicherkraftwerks erscheint bei beiden Bergwerken möglich.

Als nächstes wollen die Forscher eine Versuchsanlage konkret planen und dabei eine Kosten-Nutzen-Analyse erstellen, die zeigen soll, ob sich das Konzept tatsächlich auch lohnt. Eine kleine Pilotanlage zu Forschungszwecken könnte sich im Zeitraum 2015 bis 2018 realisieren lassen. Somit könnte also die Vision der Stromspeicherung unter Tage schon relativ bald Wirklichkeit werden.

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Quelle:

© wissenschaft.de – Martin Vieweg
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